化学镀镍在深孔类零件的应用分析

摘要： 深孔零件化学镀镍是一种在深孔（或盲孔）零件表面沉积镍金属的技术，目的是提高零件的耐蚀性和耐磨性。该类零件在进行化学镀镍时，由于零件内腔尺寸小、内孔较深、零件的盲孔结构难以清洗，酸液流出造成零件腐蚀等原因，造成镀层后内腔表面质量差，报废率较高。现制作深孔保护工装并改进加工方法，可达到降低该类零件的报废率和污水处理费用，提升加工质量、保证生产按期交付的目的。

关键词：深孔零件、化学镀镍、深孔保护工装、报废率

0 引言

深孔零件化学镀镍是一种在深孔（或盲孔）零件表面沉积镍金属的技术，该技术的主要作用是提高零件的耐蚀性和耐磨性。有深孔结构的零件在进行化学镀镍时，由于零件内腔尺寸小、内孔较深、零件的盲孔结构难以清洗等原因，导致酸液流出造成零件腐蚀（或由镍层与金属基体、电解液形成电化学腐蚀）；或是镀层后内腔表面质量差，不耐腐蚀，无法达到工艺要求。现有镀镍工艺不能有效地对深孔（或盲孔）进行镀层，造成该类零件较高的报废率。因该类零件品种多、数量大，必须精准分析此类问题产生的原因，尽快制定解决方案，降低该类零件的报废率和污水处理费用，提高该类产品一次交检合格率。本文以具有深孔结构的安装块为例，讲述深孔零件化学镀镍研究的技术需求分析及验证试验情况的关键点。

现状及分析

具有深孔结构的零件在进行化学镀镍时，应具备以下技术需求：

沉积均匀性需求：深孔零件化学镀镍的关键是确保镀层在深孔的所有部分均匀沉积。这需要研究并调整化学镀镍工艺，以确保镀层厚度和质量的均匀分布。

深孔镀覆需求：深孔零件的深度通常超过一般的化学镀镍工艺的应用范围。因此，根据设计人员对零件提出的使用需求，确定是否深孔（尤其是盲孔）类零件进行镀覆前保护，并探究新的化学镀镍工艺条件，以适应部分深孔零件的工艺需求。

孔径需求：很多深孔零件通常具有较小的孔径，需要合适的材料加以保护，若未做到有效保护或者使用不合适的保护材料会导致深孔中进入酸液，酸液外溢则会造成镀层甚至金属基体腐蚀，严重影响产品质量及外观（图1）。

耐蚀性和耐磨性需求：深孔零件化学镀镍的主要目的是提高零件的耐蚀性和耐磨性，同时获得较高的硬度和光洁度。因此，在确保零件深孔部位得到合理处理的同时，还需保证整体零件的耐蚀性和耐磨性（图2）。

表面质量需求：对于部分孔径较小的零件，应选取合适材质、尺寸的工装，以保证零件不会出现被酸液腐蚀而影响表面质量。

工装设计分析

根据以上化学镀镍技术需求，必须选择合适的专用工具与工装，其设计技术应满足以下要求：

材料选择：工装的材料应对镀液具有良好的耐蚀性。

设计防止气泡和死角：工装设计应避免产生气泡或在零件表面形成死角。

适应性：工装设计应具有一定的适应性，以适应不同形状和尺寸的工件。

杂质控制：工装设计应避免产生杂质或多余物。

试验验证

具有深孔结构的零件在进行化学镀镍时，验证试验的关键点如下：

试验材料：选取具有代表性的某型安装块，其特征是拥有数个孔径较小的深孔，同时存在批次、数量较大的问题，是较为合适的验证材料。具备普遍性和推广性。

工艺参数优化：经过多次对化学镀镍的成分、温度、PH值等工艺参数进行优化（见表1），最终可获得最佳的镀覆层性能。

试验方法：分别选取塑料材质保护塞、硅胶材质保护塞、缠有胶带的螺钉保护塞三种不同工装材料，并选取不加任何保护的安装块零件作为对照组，同时为确保样本结果准确，每组选取三个零件作为样本，进行化学镀镍工艺试验，并评估其性能。

通过对比试验，发现缠有胶带的螺钉作为安装块零件深孔保护工装可以有效确保电镀过程中酸液不进入孔内，孔周围部分没有酸腐蚀现象，零件整体质量外观良好，满足设计需要及通用工艺检验要求，其效果见图3。

方案验证

经试验件性能试验及小批量产品生产加工，该技术在深孔零件化学镀镍加工过程中得到了充分验证，可以有效地解决深孔类零件表面状态因腐蚀而不满足技术要求的问题，较大程度地提升了产品质量，提高产品一次交检合格率，缩短产品生产周期，降低生产成本。同时还可根据零件材料、孔的深度及尺寸选择合适不同零件的工装，并将该技术应用于批量大、数量多的化学镀镍深孔零件，目前已推广应用并取得较好的效果（图4）。

结论

通过深孔零件化学镀镍技术的研究与应用，在完成化学镀镍成膜机理的研究与深孔零件工装验证试验后，开辟了一条较为成熟的、成本较低的道路，建立了深孔零件化学镀镍技术能力，成功突破了传统化学镀镍难以保证深孔类零件外观质量的技术限制，增加了化学处理技术储备，有力保障了各类深孔零件化学镀镍产品的生产；使产品更具市场竞争力，并创造了一定的经济效益。